淺談電動叉車自動化設(shè)計改造

范貝貝

摘要：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，對智能管理和積累工具的需求越來越大。將自制叉車改裝為智能AGV已成為現(xiàn)代趨勢。如何將自制叉車變成更智能的自動堆垛機，使其成為現(xiàn)代研究的領(lǐng)先指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，從叉車整機改造特點、硬件改造、軟件控制三個方面對改造方案進行了分析。

關(guān)鍵詞：叉車;AGV;自動化;改造

引言

隨著中國工業(yè)發(fā)展，智能生產(chǎn)圍繞國家發(fā)展，對智能交通的需求逐年增加。叉車類型是在現(xiàn)有叉車的基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進行自動化改造，有電磁、光學(xué)等自動檢測裝置。根據(jù)基本操作模式，可以到指定地點自動化作業(yè)。

1改造方案整體介紹

將傳統(tǒng)叉車改造為智能化運輸設(shè)備，整個改造過程基于圖1的改造原理進行描述。

傳統(tǒng)的電動叉車（包括托盤車和堆垛機）通常包括三個功能：方向盤、轉(zhuǎn)向驅(qū)動和叉車控制。轉(zhuǎn)向和行走操作由電機驅(qū)動，叉車操作由液壓泵控制驅(qū)動。在手動模式下，駕駛員控制車輛和方向盤的運動，使用方向盤控制貨叉的運動，主要檢查汽車的運動速度、軌道和貨叉的位置。

要實現(xiàn)電動叉車的自動化、智能化改裝，我們需要從以下兩個組成部分著手：（1）增加控制板、導(dǎo)航系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、自動充電系統(tǒng)、貨叉設(shè)備和檢測設(shè)備。（2）改裝驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、貨叉放置系統(tǒng)、手動/自動操作系統(tǒng)等。

導(dǎo)航控制系統(tǒng)是叉車控制系統(tǒng)的核心，包括導(dǎo)航算法、控制邏輯和通信/IO。安全系統(tǒng)、叉車安裝設(shè)備、檢測設(shè)備用于確定駕駛員的車輛位置和車輛狀況，是自動叉車最重要的參數(shù)。 車輛的前三個部分，行走、轉(zhuǎn)向和前叉，需要動力來適應(yīng)汽車導(dǎo)航控制系統(tǒng)的運行。一般電驅(qū)動、電磁閥和電磁比例閥都有觸點，或者，使用模擬 I/O 鏈接。

2 改造方案實施介紹

2.1 導(dǎo)航系統(tǒng)

目前市場上應(yīng)用最廣泛的激光導(dǎo)航系統(tǒng)是激光導(dǎo)航系統(tǒng)，分為使用反射器的激光導(dǎo)航和SLAM激光導(dǎo)航，使用顯示器將激光掃描儀插入叉車，激光掃描儀隨汽車360°旋轉(zhuǎn)并發(fā)射旋轉(zhuǎn)激光束。車道上安裝了許多展示裝置。顯示屏顯示要觸發(fā)的激光束，控制器根據(jù)顯示的激光束角度和顯示位置計算車輛坐標(biāo)，以激活控制器以檢測正確的激光旋轉(zhuǎn)。SLAM激光導(dǎo)航也稱為自動導(dǎo)航，即使在不熟悉的地方也能自動操作它，并根據(jù)邊界激光掃描儀比較地圖和數(shù)據(jù)，以確定車輛在地圖上的坐標(biāo)，以確保準(zhǔn)確導(dǎo)航。

2.2 行走驅(qū)動

移動驅(qū)動的改裝往往是通過重新安裝具有通訊功能的驅(qū)動來完成的，多采用CAN通訊方式?？刂葡到y(tǒng)通過CAN總線與行人驅(qū)動器進行通信，控制器發(fā)出移動（包括前進/后退）和是否制動的驅(qū)動命令。驅(qū)動器實時收集數(shù)據(jù)信息，例如以公里為單位的汽車速度，然后將其返回給控制器。

2.3 轉(zhuǎn)向驅(qū)動

汽車便攜式車輛往往已經(jīng)具備運行電力和控制電動轉(zhuǎn)向的能力。對于汽車的這一部分，您需要做的就是切換到具有連接或控制 IO 能力的驅(qū)動程序（或控制器），然后添加新的角連接器用于旋轉(zhuǎn)角度?？刂破飨蚍较虮P發(fā)送轉(zhuǎn)向指令，方向盤將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成特定角度，駕駛員實時返回轉(zhuǎn)向角度。叉車的其他部分使用液壓手動轉(zhuǎn)向車，因為方向盤是由手動方向盤（或液壓系統(tǒng)）驅(qū)動的，沒有電氣控制，添加了手動操作操作。有兩種轉(zhuǎn)換選項。一個用于動力轉(zhuǎn)向，另一個用于液壓電子控制系統(tǒng)的開發(fā)。方向盤通常由梯子電動驅(qū)動以轉(zhuǎn)動方向盤。對電控液壓系統(tǒng)的修改需要對原始液壓系統(tǒng)進行修改，由方向盤構(gòu)成的轉(zhuǎn)向液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)取代了機器的精密液壓控制系統(tǒng)，自動控制精度高。

2.4 貨物監(jiān)測系統(tǒng)

叉車AGV的一個重要功能是貨物的搬運和包裝。要準(zhǔn)確取貨，需要在激光旋轉(zhuǎn)中增加第二個定位（高清攝像頭），以確保車輛到達正確位置并正確對齊貨物。貨叉配備了一個傳感器，可以檢測貨物的存在，及時將信息發(fā)送給上級控制器。為保證產(chǎn)品安全，必須增加性能限制或光電限制，以防止負(fù)載撞到叉根。

2.5 手 / 自動操作系統(tǒng)改造

手動叉車的操作手柄通常由電動機驅(qū)動，由液壓系統(tǒng)直接操作。自動化切換后，操作手柄首先要與控制系統(tǒng)進行交互，控制系統(tǒng)判斷是否響應(yīng)手柄的操作要求，并識別兩種操作系統(tǒng)控制方式：手動和自動。

2.6 安全防護系統(tǒng)

安全保護系統(tǒng)廣泛用于檢測和響應(yīng)叉車操作過程中的危險。響應(yīng)是直接作用于電驅(qū)動、電動轉(zhuǎn)向、前叉三部分，強制停止車輛運行的一種方式，并且不能關(guān)閉轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。安全系統(tǒng)通常包括三個級別的保護，一級保護是使用安裝在車身前部和后部的安全激光掃描儀從一定距離掃描物體，當(dāng)外部對象出現(xiàn)在范圍中間時，該信息將返回給控制器。第二個保護裝置安裝在車輛安全限制附近，當(dāng)安全限制接觸到人或物體時，控制器直接發(fā)出停止命令。第三，車輛的急停按鈕旁邊還安裝了急停按鈕，一旦發(fā)生危險情況，人可以直接抓住急停按鈕，直接使車輛停止，還可以添加照明系統(tǒng)和語音系統(tǒng)等警告設(shè)備，以提高機器安全性。

2.7 自動充電系統(tǒng)

AGV充電具備手動充電和自動充電。自動充電系統(tǒng)有三種類型：上置式、下置式和側(cè)置式，這意味著充電裝置安裝在車身的頂部、底部和側(cè)面。當(dāng) AGV 電量耗盡并需要充電時，它會通過與上層系統(tǒng)的無線連接請求充電。中控系統(tǒng)指示AGV呼叫充電區(qū)，AVV通過無線通訊和自動充電傳輸信息，確保充電過程安全和效率，當(dāng)前市場系統(tǒng)使用非常有效和可靠的接觸電刷。無線充電技術(shù)是一種新型的技術(shù)，但是目前只適用于小功率電器充電。

結(jié)語

電動叉車實現(xiàn)電動驅(qū)動、電動轉(zhuǎn)向、電動舉升等功能的自動化設(shè)備，只有滿足這些條件才能進行更改。本文介紹的轉(zhuǎn)換程序是一種相對便宜的新系統(tǒng)，可以顯著節(jié)省自動化生產(chǎn)中的中小企業(yè)（SME）。

參考文獻：

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